[0001] Als Cerebroside bezeichnet man eine Gruppe von Glykolipiden, welche aus Ceramiden
und Galactose oder Glucose aufgebaut sind und in der Hirnsubstanz und den Nervenzellen
vorkommen [Sandhoff, Angew. Chem.
89 (1977), 283-295].
[0002] Besonders eingehend untersucht worden sind Glucosylceramide der Formel:

in welcher R' den Acylrest einer Fettsäure mit 14 bis 24 Kohlenstoffatomen und R''
den Pentadecanyl- oder Heptadecanylrest C₁₅H₃₁ bzw. C₁₇H₃₅ oder entsprechende ungesättigte
Reste bedeuten (europäische Patentanmeldung Nr. 84 11 4415.7, Veröffentlichungs-Nr.
146 810). Sie werden hergestellt durch eine Totalsynthese, ausgehend von racemischen
oder optisch aktiven Ceramiden.
[0003] Bei Verwendung eines racemischen Ausgangsproduktes muss auf einer bestimmten Verfahrensstufe
eine Trennung der entstandenen Diastereomeren vorgenommen werden. Die optisch aktiven
Ceramide ihrerseits werden aus entsprechenden Sphingosinen erhalten, die nur auf langwierigem
und ausbeutemässig unbefreidigendem Weg zugänglich sind.
[0004] Dieselben Glucosylceramide können auch aus der im Handel erhältlichen D-Galactose
oder aus D- oder L-Xylose durch ein anderes Syntheseverfahren, mit besserer Ausbeute
und ohne Trennung von Diastereomeren hergestellt werden (europäische Patentanmeldung
Nr. 86 11 0694.6, Veröffentlichungs-Nr. 212 400).
[0005] In gleicher Weise gelang die Synthese eines Lactosylceramids mit einem Palmitoylrest
als Acylrest; über diese Verbindung, insbesondere über allfällige pharmakologische
Eigenschaften, ist nichts weiteres bekannt [R.R. Schmidt et al., Angew. Chem.
98 (1986), 722-723].
[0006] Das eben erwähnte und weitere Lactosylceramide, welche am Stickstoffatom jeweils
einen gesättigten Acylrest tragen, sind übrigens schon früher [D. Shapiro et al.,
Nature
201 (1964), 878-879; Chem. Phys. Lipids
1 (1966), 54-62] hergestellt, pharmakologisch jedoch nicht näher untersucht worden;
die Synthese diente nämlich als Bestätigung der einem Naturprodukt zugeteilten Strukturformel.
[0007] Aus EP-A-133 170 ist hingegen eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Behandlung
von durch Bakterien verursachten Erkrankungen bekannt, welche Lactose oder ein Lactosederivat,
beispielsweise Lactosylceramid, enthält. Ferner ist aus WO-A-8 103 175 ein pharmazeutisches
Präparat zur Behandlung bakterieller Harnwegsinfektionen bekannt, welches Globotetraosylceramid,
Globotriaosylceramid oder Globotetraosylceramid enthält; Zusatz von Lactosylceramid,
welches selbst die bakterielle Haftung nicht zu verhindern vermag, erhöht die Wirkung
der Wirkstoffe.
[0008] Die Galactosylceramide und die Glucosylceramide zeichnen sich allesamt durch wundheilungsfördernde
bzw. zell- und geweberegenerierende Wirkung aus und können zur Behandlung von Wunden
jeglicher Genese therapeutisch verwendet werden.
[0009] Es wurde nun gefunden, dass Lactosylverbindungen der Formel I (auf beiliegendem Formelblatt)
sich in ihrem pharmakologischen Verhalten wider Erwarten von dem oben beschriebenen
Wirkungsmuster deutlich unterscheiden, indem sie nicht primär auf geschädigte Zellen
und Gewebe heilungsfördernd und regenerierend wirken, sondern vielmehr eine spezifische
zytoprotektive Wirkung gegenüber schädigenden entzündlichen Einwirkungen ausüben.
[0010] Gegenstand der Erfindung ist also die Verwendung einer Lactosylverbindung der allgemeinen
Formel I zur Herstellung eines pharmazeutischen Präparates, welches als zytoprotektives
Mittel, insbesondere zur Prophylaxe von Zell- und Gewebeschädigungen nicht traumatischer
Herkunft verwendet werden soll. In der Formel I bedeutet R¹ einen aliphatischen Rest
mit 9 bis 19 Kohlenstoffatomen in gerader Kette, welche eine oder mehrere Doppelbindungen
oder/und seitliche Methylgruppen tragen kann, R² den Acylrest einer gesättigten oder
einer einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäure mit 14 bis 24 Kohlenstoffatomen
und X eine Gruppe der Formel -CH₂-CH₂- oder -CH=CH- .
[0011] Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bilden die neuen Lactosylverbindungen der
allgemeinen Formel IA, in welcher R¹ und X dieselbe Bedeutung wie in der Formel I
haben und R
2' den Acylrest einer einfach oder mehrfach ungesättigten Fettsäure mit 14 bis 24 Kohlenstoffatomen
darstellt.
[0012] Die Lactosylverbindungen sind Abkömmlinge des Sphingosins und gehören je nach stereochemischer
Konfiguration der zugrundeliegenden Sphingosinmolekel der erythro- oder der threo-Reihe
an. Bezüglich ihrer Stereochemie entsprechen die erythro-Verbindungen den bereits
bekannten, in der Natur vorkommenden neutralen Glykosphingolipiden. Zur Veranschaulichung
der stereochemischen Verhältnisse sei auf die vier möglichen Konfigurationen des Sphingosins
verwiesen:

Unter den aliphatischen Ketten R¹ werden jene mit 13 bis 15 Kohlenstoffatomen bevorzugt.
Gegebenenfalls tragen diese Ketten eine oder mehrere Doppelbindungen, z.B. eine solche
in der 3,4-Stellung oder Doppelbindungen in den 3,4- und 7,8-Stellungen. Auch kann
die aliphatische Kette eine oder mehrere, etwa bis 4, seitliche Methylgruppen tragen,
z.B. in der 4-Stellung oder am endständigen Kohlenstoffatom.
[0013] Beispiele der gesättigten Acylreste R² sind die Acylreste der Myristinsäure C₁₄H₂₈O₂,
der Palmitinsäure C₁₆H₃₂O₂, der Stearinsäure C₁₈H₃₆O₂ und der Arachinsäure C₂₀H₄₀O₂.
Als Beispiele der ungesättigten Acylreste R² bzw. R
2' seien genannt die Acylreste der Palmitoleinsäure C₁₆H₃₀O₂ (cis-9-Hexadecensäure),
der Oelsäure und der Elaidinsäure C₁₈H₃₄O₂ (cis-9- bzw. trans-9-Octadecensäure), der
Linolsäure C₁₈H₃₂O₂ (cis,cis-9,12-Octadecadiensäure), der Linolensäure und der Elaeostearinsäure
C₁₈H₃₀O₂ (9,12,15- bzw. 9,11,13-Octadecatriensäure), der Arachidonsäure C₂₀H₃₂O₂ (5,8,11,14-Eicosatetraensäure),
der Eicosapentaensäure C₂₀H₃₀O₂, der Erucasäure und der Brassidinsäure C₂₂H₄₂O₂ (cis-13-
bzw. trans-13-Docosensäure) und der Nervonsäure C₂₄H₄₆O₂ (cis-15-Tetracosensäure).
Bevorzugte Acylreste sind jene mit gerader Anzahl Kohlenstoffatome in der Kette, insbesondere
die C₁₆-, C₁₈- und C₂₀-Reste.
[0014] Ganz allgemein werden jene Präparate bevorzugt, in deren Wirkstoff der Formel I der
Acylrest R² jenen der Palmitinsäure, der Oelsäure, der Linolsäure, der Linolensäure,
der Arachidonsäure und der Eicosapentaensäure darstellt und der aliphatische Rest
R¹ 13 bis 15 Kohlenstoffatome in gerader Kette umfasst.
[0015] Zur Prüfung auf eine allfällige, therapeutisch günstige Wirkung auf geschädigte Zellen
und Gewebe können verschiedene pharmakologische Versuche herangezogen werden. Eine
heilungsfördernde Wirkung kann insbesondere mittels des sogenannten Hautlappen-testes
abgeschätzt und gemessen werden; der Test beruht auf der Bildung einer Hautnekrose
bzw. deren Hemmung als Folge der Wirkung der Testsubstanz.
[0016] Es werden männliche Wistar-Ratten von 220-240 g Körpergewicht in Gruppen von 8 Tieren
für jeden zu bestimmenden Wert einer Anästhesie mit Nembutal (50 mg/kg, i.p.) unterzogen.
Mit einem Skalpell wird auf dem Rücken ein Hautlappen von 1 x 3 cm ausgeschnitten,
ausgewaschen, an Ort und Stelle wieder eingefügt und genäht. Den Versuchstieren wird
die zu prüfende Verbindung in 5 %iger Konzentration in wässriger Lösung (enthaltend
0,2 % Ethanol und 1 % Polyethylenglykol vom Molekulargewicht 20.000 - oder Carbowax®
20; jeweils 1,5 ml intraperitoneal) täglich, während 8 Tagen verabreicht; die Kontrolltiere
erhalten nur das wässrige Medium. Täglich werden die Hautlappen im Massstabe 1:1 abgezeichnet
und die nekrotischen Stellen dabei schwarz angefärbt. Nach 8 Tagen werden die Tiere
getötet, die Zeichnungen mit einem Biotran-Apparat ausgewertet und die Gesamtfläche
der nekrotischen Stellen in mm² gemessen. Die heilungsfördernde Wirkung wird durch
die Zunahme der Fläche der überlebenden Haut in % gegenüber der Kontrolle ausgedrückt.
[0017] In der vorliegenden Beschreibung haben die Abkürzungen folgende Bedeutungen:

[0018] Die oben wiedergegebenen Ergebnisse Zeigen für die untersuchten Verbindungen eine
deutliche, für die meisten sogar eine ausgeprägte heilungsfördernde Wirkung, und zwar
sowohl in der Gruppe der Lactosylceramide als auch in der zum Vergleich herangezogenen
Gruppe der Glucosyl- und Galactosylceramide.
[0019] Um einen tieferen Einblick in die pharmakologischen Eigenschaften der Verbindungen
der Formel I zu gewinnen, sind sie dann auf allfällige zytoprotektive Wirkungen geprüft
worden. Die zytoprotektive Wirkung kann u.a. nach der von A. Wendel und G. Tiegs in
Biochemical Pharmacology
35 (1986), 2115 - 2118 beschriebenen Methode gezeigt werden. Sie beruht auf der Schädigung
der Leberfunktion als Folge einer Sensibilisierung der Leber durch D-Galactosaminverabreichung
und der gleichzeitigen Behandlung mit Endotoxinen.
[0020] D-Galactosamin (abgekürzt in GalN) erzeugt am Tier Leberschäden, die als Modell für
humane Virus-Hepatitis gelten. Als Mechanismus wird eine Anhäufung toxischer Galactosaminderivate
in der Leber angenommen, die zu einer Verminderung der Biosynthese von Makromolekülen
wie Ribonucleinsäuren, Proteine, Glycoproteine und Glykogene führt. Diese metabolischen
Veränderungen wiederum können in der Leber zu Zellschädigungen bis zum Zelltod führen.
Das Ausmass der Leberschädigung kann an der Erhöhung von gewissen Leberenzymen (Sorbitol-Dehydrogenase
SDH, Serum-Glutamatoxalat-Transaminase SGOT, Serum-Glutamatpyruvat-Transaminase SGPT)
im Blut und mittels Leberhistologie bestimmt werden.
[0021] Bei gleichzeitiger Verabreichung von Lipopolysacchariden (LPS, Endotoxine gram-negativer
Bakterien) und des D-Galactosamins in einer Dosierung, die an sich noch keine Erhöhung
der Transaminasen (subtoxische Dosis) bewirkt, kann die letale Wirkung der LPS um
einen Faktor von bis zu 100'000 gesteigert werden. Die Mechanismen der Galactosamin-bewirkten
Sensibilisierung für die LPS-Wirkung sind nicht bekannt. Aus jüngsten Untersuchungen
darf jedoch angenommen werden, dass die Endotoxine eine Reihe von endogenen Mediatoren
(Leukotriene, tumor necrosis factor, Prostaglandine, lysosomale Enzyme, usw.) aus
Makrophagen freisetzen und diese auf vorgeschädigte Hepatozyten pathogen wirken.
[0022] Diese Befunde sind insofern klinisch von Interesse, als sie zeigen, dass eine an
sich harmlose Endotoxämie bei Leberschädigung (z.B. alkoholische Leberzirrhose) einen
letalen Ausgang nehmen kann.
[0023] Man wusste auch bereits, dass gewisse Substanzen gegenüber der erwähnten Leberschädigung
eine protektive Wirkung ausüben, wenn sie zuvor oder kurz danach dem Versuchstier
verabreicht werden. Diese zytoprotektive Wirkung konnte unter anderem mit Antiphlogistica,
Leukotrien-Antagonisten, Lipoxygenase-Hemmstoffen und Calcium-Calmodulin-Antagonisten
erzielt werden, wie durch G. Tiegs und A. Wendel in Biochemical Pharmacology 1988
(im Druck) dargelegt und in der folgenden Tabelle 2 am Beispiel bekannter Antiphlogistica
und des Diethylcarbamazins veranschaulicht wird.
Tabelle 2
Wirkung von Antiphlogistica auf die GalN/Endotoxin-Hepatitis (aus A. Wendel, loc.
cit.) |
Art der Behandlung |
Anzahl Versuchstiere |
SGOT |
SGPT |
Keine Behandlung (Basiswerte) |
10 |
90 ± 10 |
70 ± 30 |
Kontrolle (GalN/Endotoxin) |
54 |
5580 ± 5120 |
10440 ± 8640 |
Indomethacin 9 mg/kg |
8 |
480 ± 475* |
730 ± 1040* |
Diethylcarbamazin 78 mg/kg, i.p. 1) |
10 |
270 ± 90** |
290 ± 180** |
Dexamethason 200 µg/kg, i.p. |
8 |
140 ± 100* |
100 ± 60** |
Signifikanz: |
* p ≦ 0,01 |
** p ≦ 0,001 |
1) alle 45 Minuten, zwischen 0 und 6 Stunden |
[0024] Allgemein dürften Substanzen in dieser Hinsicht wirksam sein, welche die Bildung
oder die Freisetzung von endogenen Mediatoren aus Makrophagen hemmen, das reticuloendotheliale
System aktivieren oder die Ansprechbarkeit geschädigter Zellen auf diese Mediatoren
(zytoprotektive Wirkung im engeren Sinn) verhindern.
[0025] Ueberraschenderweise trifft dies für die Lactosylderivate der Formel I zu, nicht
aber für die zum Vergleich ebenfalls geprüften Glucosyl- und Galactosylderivate, wie
aus der nachfolgenden Tabelle 3 hervorgeht. Der Test wird folgendermassen ausgeführt.
[0026] Männliche Albinomäuse vom NMRI-Stamm werden mit 200 µg/kg Testsubstanz intraperitoneal
vorbehandelt und 1 Stunde danach mit 700 mg/kg D-Galactosamin und 33 µg/kg Endotoxine
intraperitoneal behandelt. 9 Stunden später wird Blut durch Herzpunktion entnommen
und die enzymatische Aktivität des Blutserums nach H.U. Bergmeyer [Methods in Enzymatlc
Analysis, 3. Auflage (1985), Band III] bestimmt. In diesem Versuchsmodell fungieren
die Hepatozyten (Kupffer-Zellen) eigentlich als immobilisierte Makrophagen.
[0027] Der Serumgehalt an den Leberenzymen SDH, SGOT und SGPT wird in Internationalen Einheiten
für die Enzymaktivität (IE) ausgedrückt; 1 IE = 1 µMol Substratumsatz/Minute im Liter.

[0028] Die protektive Wirkung der Lactosylverbindungen gegenüber der erwähnten Leberschädigung
geht aus dem Vergleich der normalen SDH-, SGOT- und SGPT-Werte (keine Behandlung)
mit jenen nach der Behandlung mit Galactosamin/Endotoxin und mit bzw. ohne Vorbehandlung
mit der Testsubstanz eindrücklich hervor; diese Wirkung ist signifikant.
[0029] Die hervorragende Wirksamkeit der Lactosylverbindungen als zytoprotektive Mittel
war umso überraschender, als sich in diesem Test die Glucosyl- und Galactosylverbindungen
wirkungslos erwiesen haben : von der gleichartigen, positiven Wirkung aller genannten
Verbindungen im Hautlappen-Test (siehe oben Tabelle 1) durfte man auch hier ein ähnliches
pharmakologisches Verhalten erwarten.
[0030] Die spezifische zytoprotektive Wirkung der Lactosylverbindungen zeigt sich insbesondere
gegenüber schädigenden entzündlichen Einwirkungen auf die Endothelzellen. Diese Wirkung
erschöpft sich jedoch nicht darin, dem Einsetzen von entzündlichen Vorgängen im Organismus
als Folge von Schädigungen wirksam vorzubeugen; darüber hinaus werden überschiessende
pathologische Reaktionen, welche eine bereits eingetretene primäre Entzündung in einen
chronischen Zustand übergehen lassen, unterdrückt. Die zytoprotektiven Eigenschaften
entfalten sich also zugleich kurativ, gegenüber der primären Entzündung, und prophylaktisch,
gegen das Fortschreiten und Chronischwerden der pathologischen Vorgänge.
[0031] Die erfindungsgemäss hergestellten Präparate eignen sich somit zur Anwendung als
zytoprotektive Mittel, insbesondere zum Schutz der Endothelzellen gegen schädigende
entzündliche Einwirkungen. Es fallen nicht darunter, wohlverstanden, unter anderem
die Schnittwunden, Prellungen, Quetschungen sowie andere ähnliche traumatische Verletzungen.
[0032] Als therapeutische Indikationen gelten einerseit akute und chronische Entzündungen
und andererseits Organischämien, die durch Gefässverengung bedingt sind, wie der apoplektische
Insult, der Myokardinfarkt und der renale Infarkt. Beispiele der genannten Entzündungen
sind die Hepatitis, die Polyarthritis, die rheumatoide Arthritis, die Myokarditis,
entzündliche Hauterkrankungen, die Psoriasis, der Lupus erythematodes.
[0033] Zur prophylaktischen und kurativen Behandlung bei den erwähnten Indikationen eignet
sich für den erwachsenen Menschen ein Dosisbereich von etwa 50 ng/kg bis 10 mg/kg
Körpergewicht. Bei einem Menschen von 70 kg wird man als Einheitsdosis vorzugsweise
eine Menge von etwa 1 µg bis 50 mg verabreichen. Die Verabreichung kann mit Vorteil
parenteral, insbesondere intramuskulär und intravenös, oder topisch erfolgen. Entsprechende
Darreichungsformen sind die Injektionslösungen, die Salben und die Gele.
[0034] Bekanntlich erfordern die oben angeführten Indikationen eine lang anhaltende Behandlung,
bis sich ein therapeutischer Erfolg einstellt; bei prophylaktischer Anwendung der
erfindungsgemäss hergestellten Präparate ist eine Dauerbehandlung die Regel. Es ist
deshalb von ausschlaggebender Bedeutung, dass die Verbindungen der Formel I in einer
Dosis, welche 100-mal höher als die wirksame Dosis ist, noch keinerlei toxische Symptome
oder Nebenwirkungen bewirken.
[0035] Dies geht insbesondere aus einer Prüfung der Verbindung Lac(Pal)-L-Sph - genaue chemische
Bezeichnung:
(2R,3S,4E)-1-[4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-β-D-glucopyranosyloxy]-2-hexadecanoylamino-4-octadecen-3-ol
- auf akute Toxizität hervor. Es wurden zwei Gruppen von je zehn Mäusen während 10
Tagen täglich beobachtet und gewogen. In der Kontrollgruppe werden den Tieren jeweils
500 µl einer 5 mM Lösung von Pluronic® F 68 (Hersteller: BASF Wyandotte, Erbslöh/BRD)
in physiologischer Kochsalzlösung intraperitoneal verabreicht, in der Testgruppe hingegen
500 µl einer Lösung von 6 mg der oben bezeichneten Verbindung in 6 ml Pluronic® F
68. Die Gewichtsentwicklung in den beiden Gruppen wird durch folgende Tabelle veranschaulicht.

[0036] Es konnten während der Versuchsdauer und der darauf folgenden Tage keine Mortalität
und keine toxischen Symptome sowie auch keine besonderen Reaktionen unmittelbar nach
der Injektion beobachtet werden; die Gewichtszunahme hat sich in den beiden Tiergruppen
streng vergleichbar verhalten. Die verabreichte Dosis betrug ca. 20 mg/kg Maus, d.h.
100-mal mehr als die wirksame Dosis (200 µg/kg) im Galactosamin/Endotoxin-Test (siehe
weiter oben).
[0037] Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet das Verfahren zur Herstellung der
neuen Lactosylverbindungen der Formel IA (siehe Formelblatt).
[0038] Das Verfahren besteht darin, dass man eine Azidoverbindung der Formel II, in welcher
R Wasserstoff oder eine Schutzgruppe bedeutet und R¹ und X obige Bedeutungen haben,
mit dem O-Trifluor- oder O-Trichlor-acetimidat oder dem 1-Halogen- oder 1-Thioderivat
einer Lactose, deren Hydroxylgruppen in den 2,3,6,2',3',4',6'-Stellungen durch Acylgruppen
Ac geschützt sind, umsetzt, von der erhaltenen Verbindung der Formel III die Acylgruppen
Ac und, wenn vorhanden, die Schutzgruppe R abspaltet, in der erhaltenen Verbindung
der Formel IV die Azidogruppe in eine primäre Aminogruppe überführt und die erhaltene
Verbindung der Formel V einer N-Acylierung mit einer Fettsäure R
2'-OH oder einem reaktionsfähigen Derivat derselben unterwirft.
[0039] Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren wird im folgenden ausführlich erläutert.
[0040] Als Ausgangsprodukt werden Azidoverbindungen II verwendet, deren Hydroxylgruppe in
3-Stellung frei oder in geschützter Form vorliegt. Als Schutzgruppe R eignen sich
vor allem einfache, aliphatische Carbonsäuren und aromatische, insbesondere monocyclische
aromatische Carbonsäuren; bevorzugt wird die Verwendung der Benzoesäure, einer substituierten
Benzoesäure oder der Pivalinsäure. Hergestellt werden die Ausgangsprodukte II der
erythro-Reihe nach dem im EP 212 400 beschriebenen Verfahren.
[0041] Die Umsetzung der Verbindung II mit dem O-Trichlor- oder O-Trifluor-acetimidat einer
Lactose, deren Hydroxylgruppen ausser jener an der 1-Stellung durch Acylreste Ac geschützt
sind, wird mit Vorteil durch eine Lewis-Säure wie Bortrifluorid-etherat oder Trifluormethansulfonsäuretrimethylsilylester
katalysiert. Sie wird im allgemeinen in einem wasserfreien organischen Lösungsmittel
wie ein Kohlenwasserstoff (Hexan) oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff (Dichlormethan)
durchgeführt. Als Acylreste zum Schutz der Hydroxylgruppen in den 2,3,6,2',3',4',6'-Stellungen
der Lactose werden vorzugsweise niedere aliphatische Acylgruppen wie die Acetyl-,
Propionyl-, Pivaloyl-, Trifluoracetyl- oder Methansulfonylgruppe verwendet. Einzelheiten
über die Herstellung des Reagens können der Abhandlung von R.R. Schmidt und M. Stumpp
(Liebigs Ann. Chem.
1983, 1249-1256) und R.R. Schmidt, J. Michel und M. Roos (Liebigs Ann. Chem.
1984, 1343-1357) entnommen werden.
[0042] Die entsprechende Umsetzung mit dem 1-Halogenderivat der acylierten Lactose, beispielsweise
mit dem Chlorid oder Bromid, wird in der Regel in Gegenwart einer Schwermetallverbindung
wie Silberoxid, eines Schwermetallsalzes, wie Silbercarbonat oder Quecksilbercyanid,
oder einer organischen Base, welche als säurebindende Mittel fungieren, durchgeführt
(Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 24, Seite 757, Verlag
Chemie GmbH, Weinheim BRD 1983). Die Umsetzung mit dem 1-Thioderivat erfolgt mit Vorteil
in Gegenwart einer Säure.
[0043] Die Abspaltung der Acylreste Ac und der Schutzgruppe R aus der Verbindung III wird
im allgemeinen durch Basen katalysiert; besonders zweckmässig dafür ist die Verwendung
von Natriummethanolat in wasserfreiem Methanol bei Raumtemperatur.
[0044] In der vorletzten Verfahrensstufe wird die Ueberführung der Azidogruppe in die primäre
Aminogruppe am besten durch Behandlung der Verbindung IV mit Schwefelwasserstoff bei
Raumtemperatur bewerkstelligt. Hierfür wird die Verbindung beispielsweise in einem
Gemisch (1:1) von Wasser und Pyridin aufgelöst. Dieselbe Ueberführung kann auch durch
Hydrierung mit Natriumborhydrid oder einem anderen Reduktionsmittel, wie z.B. Natriumcyanoborhydrid,
durchgeführt werden.
[0045] Die N-Acylierung der Verbindung V mit der organischen Carbonsäure der Formel R
2'-OH (letzte Verfahrensstufe) kann nach der Methode von D. Shapiro und Mitarbeiter
[J. Am. Chem. Soc.
86, 4472 (1964)] durchgeführt werden. Im allgemeinen wird man die Carbonsäure selbst
in Gegenwart eines wasserabspaltenden Mittels, wie Dicyclohexylcarbodiimid in Dichlormethan,
oder ein funktionelles reaktionsfähiges Derivat der Carbonsäure, wie einen aktivierten
Ester oder ein Halogenid in Gegenwart einer anorganischen Base wie Natriumacetat oder
einer tertiären organischen Base, einsetzen. Die N-Acylierung wird mit Vorteil bei
Raumtemperatur durchgeführt.
[0046] Die Isolierung und Reinigung der bei jeder Verfahrensstufe anfallenden Verbindungen
erfolgt nach den üblichen Methoden der organischen Chemie.
[0047] Die folgenden Beispiele veranschaulichen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
[0048] ¹H-NMR-Spektren wurden mit dem 250 MHz-Gerät WM 250 Cryospec der Firma Bruker, Spectrospin,
Industriestrasse 26; CH-8117 Fällanden/Zürich, gemessen. Die Verschiebungen sind auf
Tetramethylsilan (TMS) als internen Standard bezogen und in ppm angegeben.
[0049] Die angegebenen Schmelzpunkte wurden auf einem Kupferblock bestimmt und sind nicht
korrigiert.
[0050] Zur analytischen Dünnschichtchromatographie (DC) wurden Kieselgelplatten der Firma
E. Merck AG, Darmstadt (BRD), verwendet. Die Dünnschichtchromatogramme wurden, sofern
die Substanzen nicht UV-aktiv waren, mit 15% Schwefelsäure besprüht und bei 120°C
entwickelt.
[0051] Präparative Säulenchromatographien wurden mit Kieselgel 60(0,062-0,200 mm) der Firma
Merck durchgeführt. Für die Mitteldruckchromatographie wurden Fertigsäulen mit Kieselgel
"LiChroprep Si 60,15-25" verwendet.
[0052] Die Ausbeuten wurden auf der Reinigungsstufe angegeben, auf der NMR-spektroskopisch
und mittels Dünnschichtchromatographie keine Verunreinigungen nachzuweisen waren.
[0053] Bei den Lösungsmittelgemischen bedeutet die Angabe in Klammern Volumenteile.
Herstellung der Ausgangsprodukte
[0054] Das (2,3,6,2',3',4',6'-Hepta-O-acety1-α-D-lactosyl)-trichloracetimidat - Verbindung
(1) - wird nach Liebigs Ann. Chem.
1984, 1343-1357 hergestellt.
[0055] Das (2S,3R)-2-Azido-3-benzoyloxy-1-hydroxy-4-trans-octadecen - Verbindung (2) - wird
nach EP 212 400, Seite 22 hergestellt.
[0056] Allgemeine Vorschrift zur Herstellung der Carbonsäurechloride der Formel R
2'Cl, nämlich:
9-cis-Octadecenoylchlorid - Verbindung (6)
9-cis-12-cis-Octadecadienoylchlorid - Verbindung (7)
9-cis-12-cis-15-cis-Octadecatrienoylchlorid - Verbindung (8)
6 mMol der ungesättigten Carbonsäure werden mit 2,25 g (18 mMol) frisch destilliertem
Oxalylchlorid bei 70 °C unter Feuchtigkeitsausschluss am Rückfluss zum Sieden erhitzt.
Nach 4 Stunden Reaktionsdauer wird überschüssiges Oxalylchlorid durch Erwärmen der
Lösung im Vakuum bis 70 °C entfernt.
5-cis-8-cis-11-cis-14-cis-Eicosatetraenoylchlorid - Verbindung (9)
50 mg (164 µMol) Arachidonsäure werden mit 40 mg (320 µMol) frisch destilliertem Oxalylchlorid
in 3 ml wasserfreiem Benzol 4 Stunden unter N₂-Schutzgasatmosphäre am Rückfluss zum
Sieden erhitzt. Anschliessend wird die Reaktionslösung eingeengt und bei 80 °C im
Vakuum überschüssiges Oxalylchlorid entfernt.
Beispiel 1
(2S,3R)-2-(9-cis-Octadecenoylamino)-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (10)
(2S,3R)-2-Azido-3-benzoyloxy-1-(2,3,6,2',3',4',6'-hepta-O-acetyl-β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (3)
[0057] 1 g (2,33 mMol) Verbindung (2) und 2,75 g (3,66 mMol) Lactosyltrichloracetimidat
(1) werden in 50 ml wasserfreiem Tetrachlorkohlenstoff gelöst. Nach Zugabe von zuvor
im Hochvakuum erhitztem Molekularsieb 4Å wird die Lösung einige Minuten bei Raumtemperatur
kräftig gerührt. Bei sukzessiver Zugabe von insgesamt 1,1 ml einer 0,1 molaren Lösung
von Bortrifluorid-etherat in Methylenchlorid über einen Zeitraum von 4 Stunden reagiert
der zuerst gebildete Orthoester zum Glycosid (3) ab (Kontrolle durch Dunnschichtchromatographie,
im folgenden mit DC abgekürzt). Bei der Spaltung des Orthoesters neu entstandene Verbindung
(2) wird durch Zusatz einer Spatelspitze Lactosyltrichloracetimidat (1) abgefangen.
[0058] Die Reaktionslösung wird auf 150 ml Petrolether gegeben und nach Filtration des ausgefallenen
Trichloracetamids mit gesättigter NaHCO₃-Lösung neutralisiert. Die abgetrennte organische
Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Die Reinigung
des Produktes erfolgt säulenchromatographisch (Kieselgel; Petrolether/Ethylacetat
65:35).
Ausbeute: 2,1 g (85 % bezogen auf Verbindung 2) farbloses Oel
DC: (Petrolether/Ethylacetat 6:4) R
f= 0,46 Glycosid (3)
R
f= 0,41 Orthoester
[α]

= -22,3° (c = 3,8, CHCl₃)
¹H-NMR (CDCl₃) δ=8,06-7,42 (m,5H,C₆H₅-), 5,96-5,85 (m,1H,-CH₂-C
H=CH-), 5,65-5,48

5,35-5,34 (d,1H,4'-H, J=2,7 Hz), 5,23-5,07 (m,2H,2'-H,3-H), 4,98-4,89 (m,2H, 2H,3'-H),
4,53-4,45 (m,3H,1-H,1'-H,4-H), 4,12-4,02 (m, 3H,CH₂O,5'-H), 3,97-3,79 (m,4H), 3,65-3,54
(m,2H), 2,20-1,96 (m,23H,7-C
H₃,CH=CH-C
H₂), 1,37-1,24 (m,22H, 11-CH₂-), 0,90-0,85 (t,3H,C
H₃-CH₂-)
Analyse für C₅₁H₇₃O₂₀N₃ (Mol.gew. 1048,15) |
berechnet: |
C |
58,44 |
H |
7,02 |
N |
4,01 |
gefunden : |
58,35 |
7,08 |
3,99 |
(2S,3R)-2-Azido-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (4)
[0059] Einer Lösung von 5,9 g (5,65 mMol) Verbindung (3) in 130 ml wasserfreiem Methanol
werden 0,5 ml einer 1 molaren Natriummethanolat-Lösung in Methanol zugetropft (DC-Kontrolle).
Nach 4 Stunden Rühren bei Raumtemperatur wird die Reaktionslösung mit mehrmals mit
Methanol säurefrei gewaschenem Amberlite Ionenaustauscher (IR 120, H⁺-Form) versetzt
und bis zur völligen Neutralisierung gerührt. Nach Einengen der Lösung bleibt nahezu
quantitativ ein farbloses Oel zurück.
Ausbeute: 3,6 g (99%)
DC: (Chloroform/Methanol 6:4) R
f= 0,61
R
f= 0,70 (Monoacetyl-Verbindung)
(2S,3R)-2-Amino-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (5)
[0060] 3,6 g (5,6 mMol) Verbindung (4) werden in 50 ml Pyridin und 70 ml Wasser gelöst.
Unter Rühren wird mit konz. Salzsäure aus Natriumhydrogensulfid entwickelter Schwefelwasserstoff
10 Min.lang eingeleitet. Nach 18 Stunden Rühren bei Raumtemperatur ist die Reaktion
beendet. Die Lösung wird eingeengt, die Reinigung erfolgt chromatographisch (Chloroform/Methanol/Wasser
9:1:0→8:2:0→5:4:1).
Ausbeute: 3,28 g (95%) farblose Kristalle, bei der Schmelzpunktbestimmung konnte eine
langsame Zersetzung ab 110°C beobachtet werden.
DC: (Chloroform/Methanol/Wasser 5:4:1) R
f= o,71
[α]

= -8,9° (c = 1,2 , Pyridin)
¹H-NMR (DMSO-d6) 5,57 (m,1H,HC=C
H-CH₂), 5,45 (dd,1H,HC=C
H-CH-OH, J=15,5Hz,J= 6,7Hz), 5,12 (s,1H,OH), 4,82-4,47 (m,6H,6OH), 4,25-4,15 (m,2H),
3,86-2,77 (m,21H, 14 Zuckerprotonen, -O-CH₂-,C
H-N
H₂,HC=CH-C
H-O
H), 2,01-1,95 (m,2H,HC=CH-C
H₂-), 1,33-1,20 (m,22H, 11-CH₂-), 0,86 (t,3H,CH₃-)
(2S,3R)-2-(9-cis-Octadecenoylamino)-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (10)
[0061] Nach der Säurechlorid-Methode, aus den Verbindungen (5) und (6): 310 mg (500 µMol
Verbindung (5) werden in 35 ml Tetrahydrofuran fein suspendiert und 18 ml einer gesättigten
Natriumacetatlösung zugegeben. Unter intensive Rühren werden 500 µMol des Säurechlorids
(6) langsam zugetropft. Nach 10 - 30 Min. (DC-Kontrolle) ist die Umsetzung beendet.
Das Reaktionsgemisch wird mit 200 ml Tetrahydrofuran verdünnt die wässrige Phase getrennt
und die organische mit gesättigter NaCl-Lösung gewaschen. Nach Trocknen der Lösung
über MgSO₄ wird sie am Wasserstrahlvakum bis zur Trockne eingeengt.
Die Reinigung erfolgt a) über Acetylierungs-/Entacetylierungsschritte (siehe Anhang,
Verbindungen 16 und 17) oder b) über Umkehrphase-Mitteldruckchromatographie (n-Butanol/Methanol/Wasser
50:32:18). Das Produkt fällt als farbloser Schaum an.
Ausbeute: a) 271 mg (61%) b) 324 mg (73%)
DC: (Chloroform/Methanol 8:2) R
f= 0,32
Schmelzpunkt: ab 210° C langsame Zersetzung
[α]

= -10,2° (c = 1,0 , Pyridin)
Verbindung (10):
[0062] ¹H-NMR (DMSO-d6) 7,54(d,1H,NH,J=8,8Hz), 5,57-5,49 (m,1H, HC=C
H-CH₂), 5,39-5,30 (m,3H,HC=C
H-CH-OH,
HC=C
H), 5,16 (d,1H OH,J=3,7Hz), 5,12 (d, 1H,OH), 4,90 (d,1H,OH,J=5,5Hz), 4,84 (d, 1H,OH,J=3,1Hz),
4,68 (m,2H,OH), 4,63-4,54 (m,2H,OH), 4,22-3,29 (m,17H), 3,09-3,02 (m,1H), 2,06-1,96
(m,8H,COCH₂,HC=CH-C
H₂, C
H₂-CH=CH-C
H₂), 1,48-1,23 (m,44H,-CH₂-), 0,91-0,83 (t,6H,CH₃-)
Analyse für C₄₈H₈₉O₁₃N·1,0 H₂O (Molekulargewicht 906,25) |
berechnet: |
C |
63,62 |
H |
10,12 |
N |
1,55 |
gefunden : |
63,49 |
10,02 |
1,81 |
Genaue chemische Bezeichnung:
(2S,3R,4E)-1-[4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-β-D-glucopyranosyloxy]-2-[(9Z)-9-octadecenoylamino]-4-octadecen-3-ol
Beispiel 2
(2S,3R)-2-(9-cis-12-cis-Octadecadienoylamino)-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (11)
[0063]
1. Nach der Säurechlorid-Methode, aus den Verbindungen (5) und (7); Die experimentelle
Vorschrift zur Darstellung der Verbindung (11) ist analog der Umsetzung zur Verbindung
(10).
Ansatz: 700 mg (1,129 mMol) Verbindung (5)
362 µl (1,140 mMol) Linolsäurechlorid (7)
50 ml Tetrahydrofuran, 25 ml wässrige gesättige Natriumacetat-Lösung.
Die Reinigung erfolgt a) über Acetylierungs-/Entacetylierungsschritte (siehe Anhang,
Verbindungen 16 und 17) oder b) über Umkehrphase-Mitteldruckchromatographie (n-Butanol/Methanol/Wasser
50:32:18). Das Produkt fällt als farbloser Schaum an.
Ausbeute:
a) 640 mg (64%) |
b) 710 mg (71%) |
2. Nach der Methode mit 2-Ethoxy-1-ethoxycarbonyl-dihydrochinolin (EEDQ)
230 mg (371 µMol) Verbindung (5), 115 µl (371 µMol) Linolsäure und 95 mg (380 µMol)
EEDQ werden in 50 ml wasserfreiem Ethanol gelöst und bei 50° C gerührt. Nach 12 Stunden
wird kein Fortschreiten der Reaktion mehr beobachtet. Die Lösung wird eingeengt und
das Rohprodukt an Kieselgel (Chloroform/Methanol 85:15) chromatographiert. Ausbeute:
103 mg (58%).
Charakterisierung:
farbloser Schaum vom Schmelzpunkt 138° - 145° C
DC: (Chloroform/Methanol 8:2) R
f= 0,32
[α]

= -8,7° (c = 1,1 , Pyridin)
Verbindung (11):
[0064] ¹H-NMR (DMSO-d6) 7,51 (d,1H,NH,J=8,3Hz), 5,57-5,48 (m,1H,
HC=CH-CH-OH), 5,39-5,24 (m,5H,
HC=CH-CH₂,
HC=C
H-CH₂-C
H=C
H), 5,14 (d,1H,OH,J=4,0Hz), 5,10 (d,1H,OH,J=3,6Hz), 4,87 (d,1H,OH, J=5,5Hz), 4,79 (d,1H,OH,J=4,9),
4,68-4,66 (m,2H,OH), 4,58 (t,1H,OH,J=5,95Hz), 4,54 (d,1H,OH,J=4,6Hz), 4,21-3,29 (m,17H),
3,10-3,01 (m,1H), 2,72 (t,2H,HC=CH-C
H₂-CH=CH), 2,09-1,92 (m,8H,CO-CH₂,3 HC=CH-C
H₂), 1,44-1,23 (m,38H,-CH₂-), 0,88-0,83 (2 t,6H,CH₃-)
Analyse für C₄₈H₈₇O₁₃N·2,0 H₂O (Mol.gew. 922,24) |
berechnet: |
C |
62,51 |
H |
9,95 |
N |
1,52 |
gefunden : |
62,10 |
9,71 |
1,67 |
Genaue chemische Bezeichnung:
(2S,3R,4E)-1-[4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-β-D-glucopyranosyloxy]-2-[(9Z,12Z)-9,12-octadecadlenoylamino]-4-octadecen-3-ol
Anhang: Produktreinigung über Acetylierung-/Entacetylierungsschritte
1. Acetylierung
(2S,3R)-2-(9-cis-Octadecenoylamino)-3-acetoxy-1-(2,3,6,2',3',4',6'-hepta-O-acetyl-β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (16) und (2S,3R)-2-(9-cis-12-cis-Otadecadienoylamino)-3-acetoxy-1-(2,3,6,2'3',4',6'-hepta-O-acetyl-β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecan (17)
[0065] 400 mg der verunreinigten Cerebroside (10) und (11) werden in 4 ml wasserfreiem Acetanhydrid
und 4 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und bei Raumtemperatur gerührt. Nach 12 Stunden
konnten DC-chromatographisch keine Acertylierungszwischenstufen mehr detektiert werden.
Die Lösung wird am Wasserstrahlvakuum, später am Hochvakuum eingeengt und das Produkt
an Kieselgel chromatographiert (Petrolether/Ethylacetat 1:1). Die Produkte fallen
als farbloser fester Schaum an. DC: (Petrolether/Ethylacetat 1:1) R
f= 0,36
Schmelzpunkte: (16):121°C; (17):120°C
(16): [α]

= -1,8° (c = 1,3 , Chloroform)
(17): [α]

= -0,7° (c = 1,0 , Chloroform)
Verbindung (16):
[0066] ¹H-NMR (CDCl₃) 5,86-5,72 (m,1H,HC=C
H-CH₂), 5,66 (d,1H,NH,J= 9,4 Hz), 5,40-5,05 (m,7H,HC=C
H-C
H-OAc,
HC=C
H, 4'-H,3-H,2'-H), 4,95 (dd,1H,3'-H,J=3,4 Hz,J= 7,7 Hz), 4,85 (dd,1H,2-H,J=7,5 Hz,J=7,7
Hz), 4,55-4,40 (m,3H,1-H,1'-H,4-H), 4,37-4,25 (m, 1H,N-CH), 4,16-4,03 (m,3H,CH₂O,5'-H),
3,95-3,75 (m,3H), 3,65-3,45 (m,2H), 2,23-1,93 (m, 32H,8 Acetyl,COCH₂,HC=CH-C
H₂,C
H₂-CH=CH-C
H₂), 1,58 (m,2H,CO-CH₂-C
H₂-), 1,19 (s,38H,-CH₂-), 0,85 (t,6H,CH₃-)
Analyse für C₆₄H₁₀₅O₂₁N (Mol.gew. 1224,53) |
berechnet: |
C |
62,78 |
H |
8,64 |
N |
1,14 |
gefunden : |
62,75 |
8,68 |
1,15 |
Verbindung (17):
[0067] ¹H-NMR (CDCl₃) 5,84-5,72 (m,1H,HC=C
H-CH₂), 5,65 (d,1H,NH, J=9,15 Hz), 5,40-5,07 (m,9H,
HC=C
H-CH-OAc,4'-H, 3H,2'-H,
HC=C
H-CH₂-C
H=C
H), 4,97 (dd,1H,3'-H, J=3,35 Hz,J=8,8 Hz), 4,87 (dd,1H,2-H,J=7,6 Hz, J=7,6 Hz), 4,54-4,41
(m,3H,1-H,1'-H,4-H), 4,31 (m,1H,N-CH), 4,13-4,02 (m,3H,CH₂O,5'-H),3,95-3,76 (m,3H),
3,63-3,49 (m,2H), 2,76 (t,1H, HC=CH-C
H₂-CH=CH,J=6,1 Hz), 2,16-1,96 (m,32H, 8 Acetyl,3 HC=CH-C
H₂,COC
H₂), 1,6 (m,2H,CO-CH₂-C
H₂-), 1,25 (m,34H,-CH₂-), 0,88 (t,6H,CH₃-)
Analyse für C₆₄H₁₀₃O₂₁N (Mol.gew. 1222,51) |
berechnet: |
C |
62,88 |
H |
8,49 |
N |
1,15 |
gefunden : |
62,79 |
8,44 |
1,24 |
2. Entacetylierung der Verbindungen (16) und (17)
[0068] 150 mg (122,6 µMol) der Verbindungen (16) und (17) in 15 ml wasserfreiem Methanol
werden mit 500 mg Florisil (Magnesiumsilikat, 200-300 mesh / Fluka AG) versetzt. Das
heterogene Gemisch wird 24 Stunden bei 40 °C gerührt. Nach Beendigung der Reaktion
werden 10 ml Chloroform zugesetzt und vom Feststoff abfiltriert. Nach Eindampfen des
Lösungsmittels im Vakuum erhält man das Produkt als farblosen Schaum.
Ausbeute: 108 mg (100%). Charakterisierung der Produkte siehe vorne.
Beispiel 3
(2S,3R)-2-(9-cis-12-cis-15-cis-Octadecatrienoylamino)-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (12)
[0069] Nach der Säurechlorid-Methode, aus den Verbindungen (5) und (8); Die experimentelle
Vorschrift zur Darstellung der Verbindung (12) ist analog der Umsetzung zur Verbindung
(10).
Ansatz: 600 mg (967µMol) Verbindung (5)
307 µl (966µMol) Linolensäurechlorid (8)
50 ml Tetrahydrofuran/ 25 ml wässrige gesättigte Natriumacetat-Lösung
Die Reinigung erfolgt über Umkehrphase-Mitteldruckchromatographie (n-Butanol/Methanol/Wasser
50:32:18).
Ausbeute: 635 mg (74%) farbloser Schaum vom Schmelzpunkt 145° - 151° C
DC: (Chloroform/Methanol 8:2) R
f= 0,32
[α]

= -4,6° (c = 1,15 , Pyridin)
Verbindung (12):
[0070] 12 ¹H-NMR (DMSO-d6) 7,52 (d,1H,NH,J=8,9Hz), 5,60-5,48 (m,1H,
HC=CH-CH-OH), 5,38-5,25 (m,7H,
HC=CH-CH₂,3
HC=C
H), 5,16 (d,1H,OH,J=3,7Hz), 5,13 (d, 1H,OH,J=3,6Hz), 4,89 (d,1H,OH,J=5,5Hz), 4,82 (d,1H,OH,J=3,7Hz),
4,67 (m,2H,OH), 4,59 (t,1H,OH,J=5,95Hz), 4,54 (d,1H,OH, J=4,6Hz), 4,21 -3,29 (m,17H),
3,07-3,06 (m,1H), 2,79-2,74 (t,4H,2 HC=CH-C
H₂-CH=CH) 2,10-1,92 (m,8H,COCH₂,3 HC=CH-C
H₂), 1,48 -1,43 (m,2H,CO-CH₂-C
H₂-), 1,36-1,23 (m, 30H,-CH₂-), 0,93 (t,3H,HC=CH-CH₂-CH₃,J= 7,7Hz), 0,85 (t,3H,CH₃-,J=6,6Hz)
UV-Spektrum:
[0071] Zum Abschätzen des Anteils konjugierter Systeme werden die Extinktionen mit Standard-Absorptionswerten
von konjugiert-ungesättigten Carbonsäuren verglichen [J.Amer.Chem.Soc.
66 (1944), 287-289]. In solchen Verbindungen findet man folgende Extinktionskoeffizienten
[Proc.Natl.Acad. Sci. U.S.
69 (1972), 3561-3566]:
λ₁= 232 nm |
(ε=33600) |
Dien |
λ₂= 270 nm |
(ε=46700) |
Trien |
λ₃= 320 nm |
(ε=57700) |
Tetraen |
[0072] Im UV-Spektrum der Verbindung (12) wurden folgende Extinktionskoeffizienten gemessen.
λ₁= 232 nm |
ε = 323 |
λ₂= 270 nm |
ε = 70 |
λ₃= 320 nm |
ε = 29 |
[0073] Daraus ergibt sich für konjugierte Diene ein maximaler prozentualer Anteil von 0,95%,
für konjugierte Triene einer von 0,15% und für konjugierte Tetraene einer von 0,05%
am Gesamtprodukt.
Analyse für C₄₈H₈₅O₁₃N·1,0, H₂O (Mol.gew. 902,22) |
berechnet: |
C |
63,90 |
H |
9,72 |
N |
1,55 |
gefunden : |
63,43 |
H |
9,92 |
N |
1,62 |
Genaue chemische Bezeichnung:
[0074] (2S,3R,4E)-1-[4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-β-D-glucopyranosyloyy]-2-[(9Z,12Z,15Z)-9,12,15-octadecatrienoylamino]-4-octadecen-3-ol
Beispiel 4
(2S,3R)-2-(5-cis-8-cis-11-cis-14-cis-Eicosatetraenoylamino)-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (13)
[0075] Nach der Säurechlorid-Methode, aus den Verbindungen (5) und (9): Die Umsetzung des
Säurechlorids mit der Verbindung (5) ist analog zur Darstellung der Verbindungen (10).
Ansatz: 53,1 mg Arachidonoylchlorid (9) (164µMol)
102 mg Verbindung (5) (164µMol)
10 ml Tetrahydrofuran / 5 ml wässrige gesättigte Natriumacetat-Lösung
Die Reinigung der Verbindung (13) erfolgt über Umkehrphasen-Mitteldruckchromatographie
(n-Butanol/Methanol/Wasser 50:32:18).
Ausbeute: 110 mg (74%) farbloser Schaum
DC: (Chloroform/Methanol 72:28) R
f= 0,49
Schmelzpunkt: von 115° bis 135°C unter Zersetzung
Verbindung (13):
[0076] ¹H-NMR (DMSO-d6) 7,52 (d,1H,NH,J=9,0Hz), 5,55-5,49 (m,1H, HC=C
H-CH₂), 5,39-5,32 (m,9H,HC=C
H-CH-OH, 4
HC-C
H), 5,13 (d,1H,OH,J=3,9Hz), 5,10 (d,1H,OH,J=4,6Hz), 4,87 (d,1H,OH,J=5,3 Hz), 4,78 (d,1H,OH,J=4,9Hz),
4,67-4,64 (d,t,2H,OH), 4,57 (t,1H,OH,J=6,0Hz), 4,19 (d,1H,1-H,J=7,1Hz), 4,15 (d,1H,1
-H,J=7,8 Hz), 4,00-3,96 (m, 1H), 3,92-3,87 (m, 1H), 3,82-3,72 (m,2H), 3,63-3,61 (m,2H),
3,58-3,28 (m,9H), 3,06-3,02 (m,1H), 2,81-2,76 m,6H,3 HC=CH-CH₂-CH=CH), 2,09-1,97 (m,6H,
3 HC=CH-CH₂),1,93-1,91 (m,2H,COCH₂), 1,54 -1,49 (m,2H,CO-CH₂-CH₂-), 1,35-1,23 (m,
28H,CH₂-), 0,87-0,83 (2 t,6H,CH₃-)
UV-Spektrum: Das UV-Spektrum wurde analog zu jenem der Verbindung (12) ausgewertet.
Der maximale Anteil konjugierter Diene beträgt 2,1%, jener konjugierter Triene 0,6%
und jener konjugierter Tetraene 0,2%.
Analyse für C₅₀H₈₇O₁₃N·2,0 H₂O (Mol.gew. 946,27) |
berechnet: |
C |
63,46 |
H |
9,69 |
N |
1,48 |
gefunden : |
63,06 |
9,80 |
1,62 |
Genaue chemische Bezeichnung:
[0077] (2S,3R,4E)-1-[4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-β-D-glucopyranosyloxy]-2-[(5Z,8Z,11Z,14Z)-5,8,11,14-icosatetraenoylamino]-4-octadecen-3-ol
Beispiel 5
(2S,3R)-2-(5-cis-8-cis-11-cis-14-cis-Eicosatetraenoylamino)-3-hydroxy-1-(β-D-lactosyloxy)-4-trans-octadecen (13)
[0078] 150 mg (242 µMol) Verbindung (5) und 1,17 ml (3,63 mMol) Arachidonoylchlorid - Verbindung
(9) - werden in 15 ml wasserfreiem Pyridin gelöst. Nach Zusatz einer Spatelspitze
4-Dimethylamino-pyridin wird das Reaktionsgemisch 2 Tage bei 75°C gerührt (DC-Kontrolle).
Es wird zur Trockne eingeengt, über Mitteldruckchromatographie (Petrolether/Ethylacetat
92:8) gereinigt und mit Natriummethanolat behandelt. Die erhaltene Verbindung (13)
weist dieselben Eigenschaften auf, die im Beispiel 4 angegeben werden.
Beispiel 6: Injektionslösung
[0079] In 100 ml physiologischer Kochsalzlösung (0,9% NaCl) werden 5 g Pluronic® F 68 und
500 mg Verbindung Lac(Pal)-D-Sph - (2S,3R,4E)-1-[4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-β-D-glucopyranosyloxy]-2-hexadecanoylamino-4-octadecen-3-ol
- unter Rühren aufgelöst, die Lösung wird durch Filtration über ein Filter Millipore
22 sterilfiltriert und in Portionen von 1 ml in Ampullen abgefüllt. Eine Ampulle enthält
5 mg des oben genannten Wirkstoffes.
Beispiel 7: Gel
[0080]
a) In 50 ml demineralisiertem Wasser werden 100 mg Verbindung Lac(Oel)-D-Sph (siehe
Beispiel 1) aufgelöst, der Lösung werden zuerst 3 g Diisopropylamin und dann langsam,
unter Rühren, 3 g Carbopol® 940 (Polyacrylsäure von durchschnittlichem Molekulargewicht
4'000'000; Hersteller: Goodrich Chemical Co., Cleveland OH/USA) zugegeben, das Gemisch
wird über Nacht stehengelassen und dann durch langsame Zugabe von demineralisiertem
Wasser unter ständigem Rühren auf ein Endvolumen von 100 ml gebracht. 1 g Gel enthält
1,0 mg Wirkstoff.
b) Man löst 2,0 g Diisopropanolamin in 10 g demineralisiertem Wasser unter Bildung
einer Lösung A. Andererseits mischt man 50 g Ethanol 95% und 5,0 g Diisopropyladipat
als rückfettendes Mittel miteinander, löst darin unter Rühren 200 mg Verbindung Lac(Pal)-L-Sph
und gibt langsam so viel der Lösung A hinzu, dass ein pH von 6,8 erreicht wird (Lösung
B).
[0081] Man mischt 2 g Carbopol® 941 (Polyacrylsäure vom Mol.gew. 1'250'000) mit 20 Teilen
demineralisiertem Wasser, lässt während einiger Zeit aufquellen, rührt bis zur Bildung
einer homogenen Masse und gibt unter Rühren soviel der Lösung A hinzu, bis das pH
auf 6,8 eingestellt ist; es entsteht ein Gel C.
[0082] Man mischt nun die Lösung B langsam und unter ständigem Rühren in das Gel C hinein,
um ein einheitliches Gel zu bilden, und bringt schliesslich auf ein Endgewicht von
100 g durch Zugabe von demineralisiertem Wasser. Erhalten wird ein Gel von 2,0 mg
Wirkstoff per 1 g.
Beispiel 8: Salbe
[0083] In 35 g dickflüssigem Paraffin werden 500 mg Verbindung Lac(Linol)-D-Sph (siehe Beispiel
2) suspendiert, der Suspension werden 35 g Cetylstearylalkohol und 30 g weisses Vaselin
zugegeben, das Gemisch wird im Wasserbad langsam auf die Schmelztemperatur erhitzt,
die geschmolzene Masse wird bei derselben Temperatur während 20 Minuten bei geringer
Geschwindigkeit (etwa 60 U/Min.) gerührt, das Erhitzen wird abgestellt und die Masse
bis zum Erkalten weiterhin gerührt. 1 g Salbe enthält 5 mg Wirkstoff.
Beispiel 9: Crème
[0084] Zuerst wird durch kräftiges Rühren eine homogene Mischung aus 12 g 1-Propyloxypropan-2,3-diol,
6 g 1-n-Hexyloxypropan-2,3-diol, 6 g 1-n-Nonyloxypropan-2,3-diol, 24 g Wasser und
1,0 g Phenoxyethanol hergestellt. Der Mischung wird 1,0 g Verbindung Lac(Linolen)-D-Sph
(siehe Beispiel 3) zugegeben und unter Rühren aufgelöst. Andererseits werden 30 g
weisses Vaselin, 15 g Cetylalkohol und 5 g Sorbitanmonopalmitat vermischt und im Wasserbad
durch langsames Erwärmen auf eine Temperatur von etwa 70°C geschmolzen. In der geschmolzenen
Masse wird nun die ebenfalls auf etwa 70°C erwärmte Wirkstofflösung unter Rühren bei
hoher Tourenzahl dispergiert und unter weiterem Rühren abkühlen gelassen. Erhalten
wird eine Wasser-in-Oel-Emulsion (Crème), welche in 1 g 10 mg Wirkstoff enthält.
Beispiel 10: Injektionslösung
[0085] 2 g Pluronic® F 68 werden in 100 ml physiologischer Kochsalzlösung aufgelöst, der
Lösung werden 2 g Verbindung Lac(Arach)-D-Sph (siehe Beispiel 4) zugegeben und durch
Rühren aufgelöst, die Lösung wird durch ein Filter Millipore 22 sterilfiltriert und
in Portionen von 1 ml in Ampullen abgefüllt. Eine Ampulle enthält 20 mg Wirkstoff.
Herstellung der Ausgangsprodukte
[0086] Das D-threo-Sphingosin kann nach dem Verfahren von P. Herold [Helv. Chim.Acta
71 (1988), 354-362] hergestellt werden.
Synthese des L-threo-Sphingosins
(2S,3S,4E)-2-Amino-1,3-dihydroxy-4-octadecen 2,4-O-Benzyliden-D-threose - Verbindung (1 ) und 2,4-O-Benzyliden-D-erythrose - Verbindung (14)
[0087] Herstellung eines Phosphatpuffers von pH 7,6:
10,4 g NaH₂PO₄·2 H₂O werden in 700 ml Wasser gelöst und mit 1n-Natronlauge auf pH
7,6 eingestellt. Nun wird die Lösung auf 1 Liter mit Wasser aufgefüllt.
[0088] 5 g 4,6-O-Benzyliden-D-galactose bzw. 4,6-O-Benzyliden-D-glucose werden in 300 ml
Phosphatpuffer von pH 7,6 gelöst. Nun werden portionsweise 9,25 g (43,2 mMol) Natriumperiodat
zugegeben. Durch stetiges Zutropfen von 2n-Natronlauge wird der pH zwischen 7,5 und
7,7 gehalten. (kräftig rühren). Nach der Zugabe des Natriumperiodates wird die schäumende
Lösung noch 2 Stunden lang gerührt. Die klare Lösung wird nun am Wasserstrahlvakuum
bis zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird mit Tetrahydrofuran (ca. 3 x 150 ml)
extrahiert, eingeengt und am Hochvakuum getrocknet.
Ausbeute: 3,3 g (85 %) von Verbindung (2)
3,4 g (87 %) von Verbindung (14)
DC : (Toluol/Ethanol 3:1) R
f: 0,66
Smp. : 158 bis 161°C für die Verbindung ( 1 )
140 bis 145°C für die Verbindung (14)
1,3-O-Benzyliden-(2R,3S)-1,2,3-trihydroxy-4trans-octadecen -Verbindung (15)
[0089] 70 g Tetradecylphosphoniumbromid wird unter Stickstoffatmosphäre in 1 Liter wasserfreiem
Toluol gegeben. Es wird auf -30°C gekühlt und nun frisch bereitetes Phenyllithium
in Diethylether (aus 5,4 g Lithium und 62 g Brombenzol) unter kräftigem Rühren schnell
zugetropft. Die Farbe der Lösung wird orange. Nun werden 16 g (76,8 mMol) von Verbindung
(14) in Tetrahydrofuran langsam zugetropft. Nach dem Zutropfen wird 5 Minuten bei
-30°C und dann 20 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt. Die braune Lösung wird zuerst
mit Methanol verdünnt und dann wird Wasser zugegeben. Die organische Phase wird abgetrennt,
am Wasserstrahlvakuum eingeengt und der Rückstand zur Reinigung auf eine Kieselgelsäule
(Petrolether/Essigester 4:1) gegeben.
Ausbeute: 18 g (60 % der Theorie)
DC : (Petrolether/Essigester 4:1) R
f = 0,18
Smp. : 38 bis 39°C
Analyse für C₂₅H₄₀O₃ (Mol.gew. 388,6): |
berechnet: |
C |
77,27 |
H |
10,38 |
gefunden : |
77,0 |
10,47 |
|
77,02 |
10,17 |
¹H-NMR-Spektrum ( in CDCl₃):
7,51 - 7,28 ( m, 5H, aromat. ); 6,0 - 5,88 ( m, 1H - C
H = CH - OH ); 5,36 ( s, 1H, Ph - C
H - ); 5,62 - 5,48 ( dd, 1H, CH = C
H OH, J
trans = 15,5 Hz, J
vic = 6,8 ); 4,4 - 4,3 ( dd, 1H, CH = CH - C
HO ); 3,97 - 3,93 ( m, 1H, - C
H - OH ); 3,69 - 3,6 ( m, 2H, - C
H₂ - O ); 2,14 - 2,06 ( m, 2H, CH = CH - C
H₂ ); 1,75 -1,68 ( d, 1H, - OH, J
vic = 3 Hz ); 1,5 - 1,23 ( m, 22H, aliphat. ); 0,93 - 0,85 ( t, 3H, - CH₃ )
2-Azido-1,3-O-benzyliden-(2S,3S)-1,3-dihydroxy-4trans-octadecen - Verbindung (16)
[0090] 200 ml wasserfreies Methylenchlorid und 3,3 ml wasserfreies Pyridin werden unter
Stickstoffatmosphäre auf -15°C gekühlt. Zu dieser Lösung gibt man 12 g (31 mMol) von
Verbindung (15). Nun werden 5,56 ml (35 mMol) Trifluormethansulfonsäurechlorid zugetropft.
Nach 5 Minuten starkem Rühren (die Lösung wird dunkelrot) wird 200 ml aminfreies Dimethylformamid
und 8 g Natriumazid (ca. 10 molarer Ueberschuss) zugegeben. Nach 2 Stunden unter starkem
Rühren wird die Reaktionsmischung auf ca. 200 ml Wasser gegossen und mit Petrolether
(3 x 100 ml) extrahiert, über Magnesiumsulfat getrocknet und am Wasserstrahlvakuum
eingeengt. Der Rückstand wird zur Reinigung über eine Kieselgelsäule (Petrolether/Essigester
9:1) gegeben.
DC : (Petrolether/Essigester 9:1) R
f = 0,58
¹H - NMR-Spektrum (in CDCl₃):
7,54 - 7,38 ( m, 5H, aromat. ); 4,86 ( s, 1H, Ph - C
H - ); 5,96 - 5,82 ( m, 1H, C
H = CH- OH ); 5,57 - 5,44 ( dd, 1H, CH = C
H - OH, J
trans = 15,8 Hz, J
vic = 7 Hz ); 4,75 - 4,65 ( dd, 1H, CH = CH - C
HO, J₁ = J₂ = 6 Hz ), 4,39 - 4,28 ( m, 1H, C
H - N₃ ); 3,48 - 3,38 ( dd, 1H, O - C
H₂ - C ); 3,35 - 3,25 ( dd, 1H, O - C
H₂ - C ); 2,18 - 2,05 ( m, 2H, CH = CH -C
H₂ ); 1,45 - 1,15 ( m, 22H, aliphat. ); 0,93 - 0,85 ( t, 3H, - CH₃ )
Aufgrund ihrer Instabilität wurde Verbindung (16) unmittelbar zu Folgereaktionen
eingesetzt.
(2S,3S)-2-Azido-1,3-dihydroxy- 4trans-octadecen -Verbindung (17)
[0091] Durchführung der Synthese wie in EP 212 400, Seite 22 für das (2S,3R)-2-Azidol-1-hydroxy-4trans-octadecen
beschrieben, ausgehend von Verbindung (16).
Ausbeute: 50 mg (68 % der Theorie)
DC : (Methylenchlorid/Methanol 95:5) R
f = 0,36
Analyse für C₁₈H₃₅O₂N₃ (Mol.gew. 325,5): |
berechnet: |
C |
66,42 |
H |
10,84 |
gefunden : |
66,90 |
10,99 |
¹H - NMR-Spektrum (in CDCl₃):
5,86 - 5,75 ( m, 1H, - C
H = CH - CHOH); 5,53 - 5,44 ( dd, 1H, - CH =
CH - CHOH, J
trans =14,5 Hz, J
vic = 6,5 Hz ); 4,18 - 4,11 ( dd, 1H; - CH = CH - C
HOH ); 3,8 - 3,73 ( m, 1H, - C
H - N₃ ); 3,42 - 3,36 ( m, 2H, - C
H₂ - OH ); 2,29 -2,27 ( d, 1H, - OH ); 2,17 - 2,05 ( m, 2H, CH = CH - C
H₂ ); 1,91 - 1,89 ( d, 1H, - OH ); 1,37 - 1,2 ( m, 22H, aliphat. ); 0,98 - 0,85 ( t,
3H, - CH₃)
(2S,3S)-2-Amino-1,3-dihydroxy-4trans-octadecen -Verbindung (18)
[0092] 50 mg (0,16 mMol) von Verbindung (17) werden in 10 ml Pyridin mit 1 ml Wasser gelöst
und unter Rühren Schwefelwasserstoff eingeleitet (H₂S aus NaHS). Nach 2 Stunden wird
das Lösungsmittelgemisch abgezogen und der Rückstand aus wenig Acetonitril zweimal
umkristallisiert.
Ausbeute: 38 mg (95 % der Theorie)
DC : (Chloroform/Methanol/2N NH₃ 40:10:1)
R
f = 0,44
Detektion mit Ninhydrin
¹H - NMR-Spektrum (in CDCl₃):
5,88 - 5,72 ( m, 1H, - C
H = CH - CHOH ); 5,55 - 5,42 ( dd, 1H, - CH = C
H - CHOH, J
trans = 15 Hz, J
vic = 7 Hz ); 4,2 -4,2 ( dd, 1H, CH = CH - C
HOH, J₁ = J₂ = 5,5 Hz ); 3,8 - 3,7 ( m, 1H - C
H - NH₂ ); 3,45 - 3,35 ( m, 2H, - C
H₂ - OH); 1,85 - 1,6 (m, 6H, CH = CH - C
H₂ - N
H₂, 2 mal - O
H ); 1,42 -1,11 ( m, 22H, aliphat. ); 0,95 - 0,85 ( t, 3H, - CH₃ )
Umsetzung mit einem Phosphonat
a) Tetradecan-1-phosphonsäurediethylester
[0093] 100 g (590 mMol) Triethylphosphit und 164 g (590 mMol) 1-Bromtetradecan werden an
einer mit absteigendem Kühler verbundenen Kolonne erhitzt. Bei einer Badtemperatur
von 170°C destilliert Bromethan ab; anschliessend wird im Hochvakuum destilliert und
dadurch das ¹H-NMR-reine Produkt vom Siedepunkt 145°C/0,03 mm Hg erhalten.
b) (2S,3R,4E)-1,3-O-Benzyllden-1,2,3-trihydroxy-4-octadecen
[0094] 16,6 g (50 mMol) Tetradecan-1-phosphonsäure-diethylester werden in 10 ml wasserfreiem
Tetrahydrofuran gelöst und mit Schutzgasatmosphäre auf -40°C gekühlt. Zum entstandenen
heterogenen Gemisch werden 1,6 g(25 mMol, in Tetrahydrofuran) n-Butyllithium langsam
zugetropft und gleichzeitig die Temperatur auf -50°C erniedrigt. Anschliessend werden
10 g (46,6 mMol) 2,4-O-Benzyliden-D-threose, gelöst in 10 ml Tetrahydrofuran, langsam
zugetropft. Nach 1 Stunde (DC-Kontrolle) wird auf Zimmertemperatur erwärmt und die
Reaktionslösung zu 20 ml Wasser gegeben. Die Phasen werden getrennt, die organische
Phase über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt. Das erhaltene Oel löst
man in 5 ml Essigester und versetzt mit mehrmals mit Methanol säurefrei gewaschenem
saurem Ionenaustauscher (Amberlite IR 120). Nach 5 Stunden Rühren bei Zimmertemperatur
ist die Eliminierungsreaktion beendet. Man filtriert den Ionenaustauscher ab, engt
ein und chromatographiert (Petrolether/Essigester 9:1).
DC : (Petrolether/Essigester 9:1) R
f = 0,21
Das erhaltene Produkt ist mit der nach R.R. Schmidt et al., Tetrahedron Letters
27 (1986), 481, erhaltenen Verbindung ¹H-NMR-spektroskopisch identisch.